Обмен меди

Медь – незаменимый микроэлемент. Суточная потребность – 2,5 мг. У взрослого в организме содержится 1,57 – 3.14 мМ, из которых 50% находится в мышечной и костной тканях, 10% - в печени. Концентрация меди в тканях новорожденных в несколько раз выше, чем у матери. Во время беременности всасывание меди у матери повышается, а выведение – снижается. К 6-12 месяцам уровень меди у детей достигает уровня взрослого.

Биологическая роль:

1. Медь участвует в процессах кроветворения: всасывание и транспорт железа, синтез гема, созревание ретикулоцитов.

2. Входит в состав многих ферментов (формирование третичной структуры, образование фермент-субстратного комплекса, транспорт электронов):

липопротеидлипаза и ЛХАТ → обмен липопротеидов,

аминооксидазы → обмен биогенных аминов (адреналин, серотонин, гистамин, дофамин),

цитохромоксидаза→ тканевое дыхание и синтез АТФ,

СОД, церулоплазмин → антиоксидантная система,

лизинаминооксидаза → созревание коллагена,

тирозиназа → синтез меланина.

3. Входит в состав структурных белков, необходима для синтеза белков (иммуноглобулинов).

4. Медь необходима для нормального течения многих физиологических процессов: пигментации, кератинизации, остеогенеза, формирования меланина и др.

5. Медь снижает активность ряда ферментов: амилазы, каталазы, липазы и др.

6. Повышает фагоцитарную активность лейкоцитов.

Пищевые источники: печень, мясные продукты, бобовые. С пищей человек ежедневно получает 2-5 мг меди, из которых усваивается 30%.

Всасывание меди происходит в желудке и верхних отделах тонкого кишечника, 70% меди попадает в толстый кишечник, где превращается в недоступную для организма сернистую медь. Всасывание происходит с участием белка металлотионеина, который в энтероците образует комплексное соединение с медью.

На всасывание влияют: содержание в пище других макро- и микроэлементов (снижают всасывание сульфаты, молибден, магний, цинк, свинец), белка (снижает всасывание), аминокислот и пептидов (усиливают).

Выводится медь с желчью (80%), через кишечник (16%), с мочой (4%), теряется с волосами. Депонируется в печени, головном мозге, костном мозге.

В крови медь связывается с белком транскупреином и альбуминами в соотношении 2:1, а также с аминокислотами, пептидами. У плода медь связывается с a – фетопротеином.

В гепатоците происходит связывание меди с металлотионеином (МТН), который выполняет функцию детоксикации и внутриклеточного транспорта. С металлотионеина медь включается в церулоплазмин и в его составе выводится в кровь. Церулоплазмин появляется в крови через 3-4 часа, достигает максимума через 24 часа после поступления меди в организм. В крови от комплекса церулоплазмин-медь отщепляются сиаловые кислоты, после чего комплекс связывается с рецепторами не гепатоцитах и выводится в кровь.

кровь гепатоцит кровь

Сu церулоплазмин (ЦП) ЦП-Сu

¯

транскупреин Cu Cu

альбумины металлотионеин - сиаловые к-ты

(МТН)

¯

Cu ЦП-Cu

¯

МТН-Cu лизосомы

¯ Cu рецептор

Cu

желчь

ГИПОКУПРЕОЗ ( нарушения обмена, проявления )

1. Нарушение синтеза коллагена и эластина (дефицит оксидазы лизина), что проявляется дефектами соединительной ткани: развитие аневризм с последующими внутренними кровоизлияниями, увеличение подвижности, вывихи суставов, аномалии сосудов, прорезывание швов и т.д. В растительных продуктах (некоторых бобовых) содержатся вещества, ингибирующие лизилоксидазу – латирогены. Избыточное потребление этих продуктов может привести к развитию патологии нервной системы – нейролатиризма (параплегии, парезы конечностей).
2. Гипохромная анемия вследствие нарушения использования железа, синтеза гемма.
3. Дефицит меди проявляется нарушениями липидного состава плазмы крови, обмена липопротеидов. При этом возрастает риск развития атеросклероза (возрастает количество холестерина вследствие снижения ЛХАТ, ЛПЛ).
4. Наблюдается усиление ПОЛ (снижение активности СОД, каталазы, глутатионпероксидазы).
5. Нарушается обмен ненасыщенных жирных кислот и синтез простагландинов. Медь усиливает действие простагландинов, способствует их связыванию с рецепторами.
6. Медь обладает выраженным противовоспалительным свойством, снижает проявления аутоиммунных заболеваний (ревматоидный артрит).

БОЛЕЗНЬ ВИЛЬСОНА-КОНОВАЛОВА – гепатоцеребральная дистрофия.

Причина – дефект синтеза церулоплазмина вследствие чего нарушается выведение меди печенью при нормальном ее поступлении. Избыток этого микроэлемента приводит к ингибированию различных ферментов, в том числе оксидоредуктаз.

Проявления: прогрессирующие дегенеративные изменения со стороны нервной системы

(мышечная ригидность, гиперкинезы, расстройство психических функций), цирроз печени, геморрагический диатез, остеопороз.

БОЛЕЗНЬ МЕНКЕСА - трихополидистрофия. При этом заболевании клетки теряют способность ограничивать синтез металлотионеина. Этот дефект распространяется на все органы и ткани, исключая печень.

Избыток металлотионеина прочно связывает медь и делает ее недоступной для других белков (в том числе ферментов). В этом случае происходит выпадение функции ряда ферментов с последующим нарушением соответствующих биохимических процессов: тирозиназы → депигментация, сульфидоксидазы → нарушение кератинизации, лизилоксидазы → поражение соединительной ткани цитохромоксидазы → нейродегенеративные изменения, дофамингидроксилазы → синтез адреналина и норадреналина.

ГИПЕРКУПРЕОЗ → снижение активности ферментов (цитохромоксидазы, мембранной АТФ-азы), блокирование Кофакторов с SH-группами (глутатион, липоевая кислота)→ нарушение обмена ПВК и т.д.